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C++對象布局及多態實現之成員函數的調用

編輯:關於C++

從這部分開始我們除了利用內存的信息打印來進行探索外,更多的會通過跟蹤和觀察編譯器產生的匯編代碼來理解編譯器對這些語言特性的實現方式。匯編方面知識的討論超出了本文的范圍,我只對和我們討論相關的匯編代碼進行解析。理解本文要討論的知識並不需要有很完整的匯編知識,但必須了解起碼的概念。

下面我們看看引入虛繼承後的影響。為了有所對比我們首先看看普通成員函數的調用情況。

執行如下代碼,它包括了對象的普通成員函數調用,類的靜態成員函數調用、通過指針調用普通成員函數:

C010 obj;
PRINT_OBJ_ADR(obj)
obj.foo();
C012::sfoo();
C010 * pt = &obj;
pt->foo();

結果如下:

obj's address is : 0012F843

這是obj對象的內存地址。

首先我們看看對象的普通成員函數調用,obj.foo();,對應的匯編代碼為:

00422E09 lea ecx,[ebp+FFFFF967h]

00422E0F call 0041E289

第1行把對象的地址存入ecx寄存器,執行完這行指令後,我們要以看到ecx中的值為0x0012F843,就是前面打印出的值。如果函數需要傳遞參數,我們還會在前面看到一些push指令。在第2行我們可以看到call的是一個直接的地址,這也就是靜態綁定。即函數的調用地址在編譯時已經被編譯器決議。

跟蹤進去我們要以看到是一條跳轉指令,繼續執行可以看到真正的函數代碼部分,如下(注:為了討論方便我在第行前面加了一個行號):

01 00425FE0 push ebp
02 00425FE1 mov ebp,esp
03 00425FE3 sub esp,0CCh
04 00425FE9 push ebx
05 00425FEA push esi
06 00425FEB push edi
07 00425FEC push ecx
08 00425FED lea edi,[ebp+FFFFFF34h]
09 00425FF3 mov ecx,33h
10 00425FF8 mov eax,0CCCCCCCCh
11 00425FFD rep stos dword ptr [edi]
12 00425FFF pop ecx
13 00426000 mov dword ptr [ebp-8],ecx
14 00426003 mov eax,dword ptr [ebp-8]
15 00426006 mov byte ptr [eax],2
16 00426009 pop edi
17 0042600A pop esi
18 0042600B pop ebx
19 0042600C mov esp,ebp
20 0042600E pop ebp
21 0042600F ret

我們看看第7行,把ecx寄存器入棧,後面4行初始化了函數的堆棧中的保存局部變量的部分。第12行彈出ecx值,到這裡時ecx的值保持為在函數調用前存入的對象內存地址,第13行就是保存this指針的值,作為一個局部變量。這樣我們就知道了VC7.1不是象傳遞普通函數那樣通過壓棧來傳遞this 指針,而是通過ecx寄存器來傳遞。第14、15行利用這個this指針給對象的成員變量進行了賦值。

再看看靜態成員函數調用的匯編代碼:

00422E14 call 0041DD84

非常直接,因為它不需要處理this指針,跟蹤到函數的匯編代碼,可以看到同樣不需要處理this指針。具體的代碼這裡就不列出來了。

再看看通過指針調用普通成員函數pt->foo();,產生的匯編代碼如下:

00422E25 mov ecx,dword ptr [ebp+FFFFF958h]

00422E2B call 0041E289

和通過對象調用普通成員函數的代碼差不多。不過存對象地址到ecx寄存器地,是通過解引用pt指針來找到對象地址的。

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